[发明专利]微镜结构及微镜阵列芯片

说明书

本申请实施例公开了一种微镜结构，包括：外框、内框、镜片、一对第一铰链、一对第二铰链、第一驱动模组和第二驱动模组。一对第一铰链相对设置，且分别连接在镜片两端和内框的内壁之间，一对第一铰链的连线形成第一转轴。一对第二铰链相对设置，且分别连接在内框的外壁和外框的内壁之间，一对第二铰链的连线形成第二转轴，第一转轴垂直于所述第二转轴。第一驱动模组连接至内框，用于驱动内框连同所述镜片以所述第二转轴为中心转动。第二驱动模组连接至镜片，用于驱动镜片以第一转轴为中心转动。采用本申请实施例提供的微镜结构能够防止镜片转动时在垂直于镜片的方向上移动，保证镜片转动过程精确的位置。

技术领域

本申请涉及微镜驱动技术，特别涉及一种微镜结构及微镜阵列芯片。

背景技术

热电MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微机电系统)驱动技术是一种依靠材料热形变产生驱动力的技术。相比其他MEMS驱动技术，热电MEMS驱动具有驱动力强，位移量大等优点，拥有很广阔的应用前景。特别是在光通信领域，采用热电驱动技术，将热电MEMS微镜制作成阵列形式，采用两块MEMS微镜阵列芯片组建光路，通过驱动阵列上的MEMS微镜偏转至合适的位置，可以实现通信光由输入端口切换至任意输出端口的OXC(OpticalCross-Connect，光交叉连接)功能。由于热电MEMS微镜具备大转角的优势，因而可以支持大端口的OXC模块的组装，将极大的扩展OXC模块的交换容量，应对高速增长的通信数据传输需求。

如何设计一种微镜结构，能够保证微镜偏转过程得到更精确的位置，为业界持续研究的方向。

发明内容

本申请实施例提供一种微镜结构，能够保证微镜偏转过程得到更精确的位置，本申请实施例还提供一种包括所述微镜结构的微镜阵列芯片。

第一方面，本申请实施例提供了一种微镜结构，包括：外框、内框、镜片、一对第一铰链、一对第二铰链、第一驱动模组和第二驱动模组。所述镜片指的是MEMS微镜。所述一对第一铰链分别位于所述镜片的相对的两端，所述一对第一铰链均连接在所述镜片和所述内框的内壁之间，所述一对第一铰链的连线形成第一转轴；所述一对第二铰链分别位于所述内框的相对的两端，所述一对第二铰链均连接在所述内框的外壁和所述外框的内壁之间，所述一对第二铰链的连线形成第二转轴，所述第一转轴垂直于所述第二转轴；所述第一驱动模组连接至所述内框，用于驱动内框连同所述镜片以所述第二转轴为中心转动；所述第二驱动模组连接至所述镜片，用于驱动所述镜片以所述第一转轴为中心转动。本申请实施例通过设置在镜片和外框之间的内框，以及将一对第一铰链连接在内框和镜片之间形成第一转轴，将一对第二铰链连接在内框和外框之间形成第二转轴，且第一转轴垂直于第二转轴，使得镜片围绕第一转轴转动时，受一对第一铰链的约束，无法产生垂直于镜片方向上的位移，镜片围绕第二转轴转动时，受一对第二铰链的约束，无法产生垂直于镜片方向上的位移。这样，可以保证镜片偏转过程中的更精确的位置。此外，镜片围绕第一转轴的转动结构和围绕第二转轴的转动结构是相互独立的，因此，围绕第一转轴的偏转和围绕第二转轴的偏转没有机械串扰。

一种实施方式中，沿着所述第一转轴的方向，所述一对第一铰链在所述镜片和所述内框之间实现刚性连接，以使得第一驱动模组带动内框连同所述镜片以所述第二转轴为中心转动时，内框和镜片之间不会产生位移，以确保镜片的位置精确。再者，沿着所述第一转轴的方向，所述一对第一铰链在所述镜片和所述内框之间实现刚性连接，能够确定第一转轴的位置的稳固性，若第一铰链在第一转轴的方向上柔性连接在镜片和内框之间，当第二驱动组件驱动镜片围绕第一转轴为中心转动时，很容易因第一铰链的弹性形变，引起第一转轴的位置变动(这个位置变动可以称为非法偏移，存在方向及位移量的不确定性)，导致镜片定位不准确

一种实施方式中，沿着所述第二转轴的方向，所述一对第二铰链在所述内框和所述外框之间实现刚性连接，目的是为了能够确定第二转轴的位置稳固性，使得镜片围绕第二转轴转动时，定位准确。